淺析仿生學與情感化設計

劉作琳

（宿遷學院 江蘇 宿遷 223800）

淺析仿生學與情感化設計

劉作琳

（宿遷學院 江蘇 宿遷 223800）

本文通過研究仿生學的設計原理，闡述仿生學與情感化設計的相互聯系，然后通過案例，分析仿生設計在產品設計的具體應用。

仿生學；情感化設計；產品設計

0 前言

仿生設計是對自然規律的一種提煉，是對生命與精神奧秘的一種探索，動植物在某些方面的功能，遠遠超越了人類自身的研究成果，可以根據生物的形態和內部結構設計出功能強大、外觀生動、操作簡便的產品。未來的設計將更加注重產品的個性化、情趣化因素，仿生設計將成為未來產品造型設計的重要方法之一。

1 仿生學是設計的源泉

它作為一門獨立的學科是在20世紀60年代后期。美國空軍軍官J.E斯蒂爾少校在1958年首創了仿生學。他是設計創造的方法與技巧中最為直觀的方法之一。仿生思維創作的源泉來自自然界的各種生物體。自從有了生命以后生命的進化已經經歷了35億年的歷史自然界生物體經過億萬年的進化和演變才造就了現在所看到的形態。這是現代的科學和技術不可取代的。如果以“存在即合理”的觀點來看待這些生物體 就可以發現各種生物都有其賴以生存在這個變幻莫測的自然環境中的獨到之處。它們的很多特性和優點都是人造物所不具備的。目前150多萬種動物50多萬種植物還有不計其數形態各異的微生物它們的合理的形態和奇妙的結構蘊含著無盡設計的天機給我們提供了取之不竭的寶庫。

圖1

圖2

德國著名設計大師路易吉·科拉尼說：“設計的基礎來自誕生于大自然的生命所呈現的真理之中[1]”。這句話充分說明設計的源泉源于仿生學。我國古代建筑設計大師魯班因茅草割破了手指，于是仿造葉子的齒狀邊緣發明了木工用的鋸子；仿照水母耳朵的結構和功能，設計了水母耳風暴預測儀，能提前15小時對風暴作出預報，對航海和漁業的安全都有重要意義；人們根據蛙眼的視覺原理，已研制成功一種電子蛙眼，這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣，準確無誤地識別出特定形狀的物體，把電子蛙眼裝入雷達系統后，雷達抗干擾能力大大提高，這種雷達系統能快速而準確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等，特別是能夠區別真假導彈，防止以假亂真；1985年瑞士設計師齊爾吉—朵麥斯特拉爾發明了“貝爾克洛鉤拉粘附帶”也是因為他在狩獵時看到褲管上粘滿了蒼耳籽，用放大鏡觀察發現蒼耳籽上布滿著倒鉤的小刺從而得到的設計靈感[2]，如圖1所示。

2 仿生設計是現代設計的發展趨勢

2.1 人們精神需求的必然性

以前經濟發展緩慢經濟處于供不應求的狀態人們只追求物質上的滿足產品只要滿足使用功能就可以了。隨著信息時代的到來人們生活水平的提高人們的購買能力和自主意識逐漸增強在滿足物質生活的基礎上對產品的要求越來越高使用者也不再滿足過去簡單而單一的功能設計而轉向了追求產品外觀的清新、自然、純樸、注重情趣和返璞歸真的情感化設計。因此產品不再是簡單的功能載體產品設計更注重于產品的外觀和使用體驗。具體的說外觀上要使人賞心悅目使用上能帶給人們最佳的心理體驗，如圖2所示。這是現代產品設計的重點也是產品設計的必然趨勢。靈活的使用仿生設計不僅可以在視覺上提高產品外觀美感而且可以是產品更符合人們的生理習慣、使用更舒適。

此外通過使用自然元素的仿生設計可以讓設計回歸自然拉近產品與人之間的距離使產品更具人情味和親和力帶給人們更多的精神慰藉而且自然元素的合理運用可以賦予產品一定的靈魂喚起人們豐富的審美體驗。

2.2 商業競爭的必然性

長期以來產品由于技術和加工工藝等多方面的限制，大多是規則的幾何形體，棱角分明是其主要特征。人們長期使用這些類似形態的產品，容易產生審美疲勞。仿生形態大多是自由曲線，豐富多變的造型打破以往單調乏味的幾何形體，使人們更容易接受。在商品競爭激烈的條件下，為了提高產品在同類產品中的優勢，獲得人們更多的青睞，采用仿生設計可以取得事半功倍的效果。許多事實證明，仿生學是發展新技術的金鑰匙。仿生設計是設計領域的金鑰匙。

3 產品設計中的仿生學體現

任何一種生物其自身結構的合理性、對外部環境的適應性都是產品設計所不具備的。由設計所造成的人與物、人與環境之間的沖突隨處可見。長期以來人們生活在復雜的自然環境當中接觸到各種各樣的事物后人們自然就會對事物的形態、色彩、質感等產生一種先入為主的認識觀。久而久之某些事物的特點就會具有廣泛的意義成為約定格式的符號[3]。

3.1 形態仿生設計

形態仿生設計是對生物體的整體形態或某一部分特征進行模仿、變形、抽象等借以達到造型的目的這種設計方法可以消除人與機器之間的隔膜對提高人的工作效率、改善工作心情具有重要意義。形態從其再現事物的逼真程度和特征來看可分為具象形態和抽象形態[4]。

具象形態仿生，其形態以自然形態為素材，將自然形態進行歸納與夸張，從而得到具有藝術美的形象。具象形象在提煉的過程中，既不能丟棄自然形象的“神”，也不能丟棄“形”，通過“形似”而產生形態的審美意義，從而使設計物具有生動、自然、直觀的特點。由于具象形態具有很好的情趣性、可愛性、有機性、親和性，自然性，人們普遍樂于接受，在玩具、工藝品、日用品應用比較多。但由于其形態的復雜性很多工業產品不宜采用具象形態。

形態仿生的另一種形態是抽象仿生設計，則是以自然中的素材為基礎，通過研究自然形態的特征、特點，對自然形態的整體或局部運用提煉、夸張、減弱、變化、歸納等手法，使造型脫離自然形態，把造型的“神態”緊緊抓住并加以強調。這種神似而不求形似的設計作品給人無限的想象空間。

無論是具象仿生還是抽象仿生，仿生設計都能夠從科學、理性的角度為產品造型提供形態素材和依據，激發設計的靈感。

3.2 功能仿生設計

人們發現動植物的某些方面的功能實際上遠遠超越了人類自身在此方面的科技成果。植物和動物在幾百萬年的自然進化中不僅完全適應自然，而且其進化程度接近完美。今天我們生活在科學技術飛快發展的時代，學習和利用生物系統的優異結構和奇妙的功能已經成為技術革新和技術革命的一個新方向。例如螢火蟲可將化學能直接轉變成光能，且轉化效率達100%，而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理制成的冷光源可將發光效率提高十幾倍，大大節約了能量。

3.3 結構仿生設計

隨著仿生學的深入開展人們不但從外形、功能去模仿生物而且從生物奇特的結構中也得到不少啟發。這些為人類提供了“優良設計”的典范。生活中我們常見到的結構仿生設計有4種：a蜂巢結構，b肌理結構，c減粘合降阻力結構，d骨架結構[5]。例如工程師們從一片樹葉的葉脈發現了其交叉網狀的支撐組織肌理，這些對建筑結構的創新設計是十分有益的啟示。1947年～1949年意大利結構工程師奈爾維和建筑師巴托利設計的意大利都靈展覽館的巨型拱頂就是仿葉脈肌理而建造起來的。

4 總結

隨著生活的進步，工業化的發展，工業產品的形態也越來越多了。雖然如此，在現實生活中，仍有許多好的發明不能找到良好的合適的形態去實現它。此時運用仿生學的原理，賦予產品一個形象的外觀造型就是一個最好的選擇，而且生活節奏的加快導致人們在產品的使用上越來越多的考慮到宜人性。

仿生設計在當今的設計領域越來越多的被采用，因為無論人類社會發展到任何時期，人們傾向自然美的天性是不會改變的，尤其是現代社會生活壓力和環境污染日益加重，人們更渴望回歸自然。因此，仿生產品越來越多被人們所接受。但是，仿生設計不是簡單的模仿和拿來主義，更不是形而上學的機械地照搬。就仿生設計的本質而言，仿生設計一種設計思想上的升華，它應當是以一種提煉、擴展的態度來正確處理仿生學與設計的關系，源于自然而又高于自然。因此，現代設計應該從仿生學出發，深刻分析，將美學思想和自然元素融入到設計中，達到藝術和技術的完美結合，設計出既符合使用又能滿足人們情感需求的優秀作品。

［1］米寶山.仿生思維與新產品開發[M].北京：中國輕工業出版社，1998.

［2］陳汗青，姚善良.仿生性創造思維與產品開發設計教學[D].江蘇：無錫輕工大學，2001，2.

［3］張久美，楊先超.產品設計中的仿生設計[J].四川理工學院學報：自然科學版，2006，19(3)：65.

［4］姚平路易吉·科拉尼.仿生設計傳奇[J].藝術與設計：產品設計，2004-5.

［5］江潤華.以仿生設計中隱喻之觀點開發產品創意之教學研究[J].工業設計，30（2）.

劉作琳（1984—），女，遼寧大連人，教師，助教，工業設計，宿遷學院。

周娜］